在合成低聚磷酸酯多元醇的过程中,负载型三组分高效催化剂起到了关键作用.该催化剂的制备包括如下步骤:首先将ZIF-8催化剂载体加入到乙醇中超声分散12小时,得到分散均匀的悬浮液.然后在悬浮液中依次加入碱性离子液体,有机锡化合物和对甲苯磺酸,超声分散1小时后室温静置,以达到吸附饱和状态,经抽滤,洗涤,真空烘干,即得到负载型三组分高效催化剂.
催化剂中的三组分之间发挥协同催化作用.碱性离子液体中的咪唑阳离子和磷酸酯发生静电相互作用,加大了P＝O键偶极矩,增加了P的正电性.有机锡化合物中缺电子的活性中心Sn使P＝O键中电子云偏移向O,进一步增加了P的正电性,导致P-O-C键伸缩振动偶极矩变大,有利于反应时P-O键的断裂.对甲苯磺酸中的H+和P＝O键中的O成盐,再次增加了P的正电性,进一步极化分子,促进酯交换反应.同时,酯交换产物作为单体与二元醇继续反应,使缩聚反应更加彻底.
低聚磷酸酯多元醇的催化合成步骤如下:首先,在四口反应瓶中加入双酚A与甲基磷酸二甲酯,按照摩尔比为1.5:1混合均匀,并加入占双酚A与甲基磷酸二甲酯总质量2wt%的负载型三组分催化剂.在氮气保护下搅拌升温至180℃,反应2小时.反应过程中收集副产物甲醇,反应完成后冷却至室温,即得到低聚磷酸酯多元醇.
该合成方法耗时短,合成时间仅为2至3.5小时.整个反应过程中无废水和氯化氢产生,绿色环保,副产物乙醇或甲醇可作为工业原料利用.低聚磷酸酯多元醇具有耐析出,耐挥发,添加量少等优点,适用于阻燃聚氨酯泡沫的制备.